EP1042643B1 - Vorrichtung zum bestimmen der rad- und/oder achsgeometrie von kraftfahrzeugen - Google Patents

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EP1042643B1
EP1042643B1 EP98966219A EP98966219A EP1042643B1 EP 1042643 B1 EP1042643 B1 EP 1042643B1 EP 98966219 A EP98966219 A EP 98966219A EP 98966219 A EP98966219 A EP 98966219A EP 1042643 B1 EP1042643 B1 EP 1042643B1
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EP
European Patent Office
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wheel
feature
features
vehicle
image recording
Prior art date
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EP98966219A
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EP1042643A1 (de
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Guenter Nobis
Volker Uffenkamp
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • G01B11/26—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G01B11/275—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing wheel alignment
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    • G01B2210/303—Reference markings, reflector, scale or other passive device fixed to the ground or to the measuring station

Definitions

  • the invention relates to a device for determining the wheel and / or Axle geometry of motor vehicles in a measuring room by means of a optical measuring device with at least two image recording devices, the a marking device from at least two different perspectives including at least one present or arranged on a wheel Wheel feature detected, and with an evaluation device.
  • a device of this type is specified in DE4212426 and in US5675515 (from Wolfang Brunk).
  • this known device are used in a vehicle for determination areas of the wheels with television cameras that are characteristic of toe and camber recorded.
  • the corresponding wheel is outside of its axis with a Provided optically registerable marking during the rotation of the wheel is recorded with two synchronized television cameras.
  • the television cameras are symmetrical to the axis of the corresponding one Wheel arranged, the vehicle is on wheels and the wheels in Rotate roller prisms.
  • the invention has for its object a device of the aforementioned Way to provide more statements with simplified operation for the wheel or axle geometry. An adjustment of the image recording device not necessary.
  • a steering movement is also from the vehicle movement coordinates recognizable during the measurement.
  • a distinction can then be made as to whether a correction e.g. with a correspondingly large steering radius, can be corrected during the evaluation or in the case of discontinuous steering movements cannot be corrected and a repeat measurement is to be demanded.
  • the at least one body feature and the reference feature arrangement can by means of the evaluation device the positioning of the image recording devices is precisely determined and the wheel plane is calculated relative to the vehicle movement coordinates, so that the wheel and axle geometries can be determined.
  • Exact leveling of the measuring station can largely be dispensed with, since a deviation from the horizontal is no longer a direct measurement error received.
  • the requirements for flatness and leveling of the measuring station can be reduced to the level required by the vehicle.
  • the Measurement can be carried out extremely quickly with little preparation effort on the vehicle be performed. The adjustment previously required for some systems there is no measuring device on the wheel, and the device is easy to operate.
  • the measured value acquisition itself takes place in fractions of a second, for everyone Measured variables a high accuracy and at the same time compared to previous arrangements there is an enlarged measuring range.
  • the specification of the geometry data is not limited to angular units, these can also be considered absolute Length units can be specified.
  • the wheel and axle geometry data of commercial vehicles be determined. No other test technology is required for this.
  • the driving axis and the following wheel and Axle geometry data can be calculated: single track for each wheel, Total track for each pair of wheels, camber for each wheel, front / rear wheel offset, Right / left side offset, track width difference and track width as well as axis offset.
  • the deflection state or loading state per wheel and / or the inclination of the body in the longitudinal and transverse directions can also be recorded. This makes it possible to deviate from a given one Recognize uniformity of the loading condition quickly and, if necessary to correct by appropriate loading / unloading or in vehicle-specific Correction calculations to take into account.
  • the reference feature arrangement has a carrier unit
  • the Arrangement in the measuring room can be designed freely and on which the reference features in Form of reference structures or specially attached reference features are provided. This supports the reliability of the measurement results.
  • the reference features and / or the wheel features and / or the body features are designed as retroreflective marks and that the image capturing device is a camera.
  • An inexpensive construction of the device results from the fact that only one Measuring unit with at least two image recording devices is provided, and that the wheel and axle geometry data when driving past first for one Vehicle side and then for the other side of the vehicle when repeating Passing from the other side can be determined.
  • Extended measurement options compared to a one-sided arrangement of a Measuring unit are achieved in that with only one measuring unit from only one Position at least three reference features per vehicle side, the wheel features of the Wheels of at least one vehicle axle and at least one body feature the wheel characteristics of the wheels at the same time and at least in the course of the passage of all vehicle axles and the assigned body feature (s) at least sequentially or simultaneously detected or that to determine the Wheel and axle geometry on both sides of the vehicle with a one-off Pass a measuring unit with at least on both sides of the measuring station two image recording devices is provided.
  • the Device can also the wheel offset, the side offset, the Track offset and the axle offset next to the track for each wheel that Total track and camber determined for each wheel in the evaluation device become.
  • a measuring unit comprises at least three image recording devices.
  • At least one light source near the Objective of the image recording device (s) favors the detectability of retroreflective Measurement and reference features. It is provided that the light sources Send light outside the visually perceptible spectrum, e.g. Infrared LEDs are, there will be an impairment of the lighting conditions for the Device operators avoided at the measuring location.
  • the wheel characteristics, the wheels of several vehicles or several measuring stations can be automatically distinguished by the fact that at least one wheel feature and / or at least one body feature and / or at least one Reference feature carries a code that can be detected by the image recording device.
  • Wheel brands per wheel By attaching several wheel brands and coding at least one of them Wheel brands per wheel, it is also possible, in particular, the amount of one To determine the shape error of a rim and the corresponding wheel brand assign and if necessary in the subsequent measurements or evaluations to take into account or to correct.
  • Fig. 1 and Fig. 3 show a device for determining the wheel and Axle geometry of a vehicle while driving with the side of the wheels 5 measuring units 1 arranged on a tripod and between them and the reference feature arrangements 3 arranged on the wheels 5.
  • each of the measuring units 1 has two image recording devices in the present case in the form of cameras 2, which have an image section 6 in which both the wheel 5 and the reference feature arrangement 3 at least partially as well as a body brand 7 simultaneously during one Drive past the vehicle.
  • the reference feature arrangement 3 has a trapezoidal frame with several reference marks 4 and that on the rim flange of the wheel 5 a measuring mark 8 and at least one body mark on the body 7 is arranged.
  • the reference feature arrangements 3 each include at least three reference marks 4 on each side of the vehicle.
  • the reference marks 4 and the Wheel mark 8 and the at least one body mark 7 are retroreflective educated.
  • a steering axis of rotation 9 is also specified.
  • the exemplary circular, optically diffusely reflecting reference marks 4, Wheel mark 8 and body mark 7 have a diameter that depends on the imaging scale of the camera lens, the size of e.g. trained as a CCD receiver receiver element of the camera 2 and Object distance is selected. The wheel mark 8 is not adjusted required.
  • the at least one body mark 7 on each side of the body serves to record the movement path of the vehicle in the measuring room.
  • Each measuring unit in the form of a measuring head 1 is on the left and the right Positioned side of the measuring station.
  • the measuring heads 1 contain at least two Image recording devices in the form of cameras 2, which come from different Perspectives and at a sufficiently large distance the wheel 5 with the least an attached wheel mark 8 and at the same time at least one partial area the body with the body mark 7 and the reference feature arrangement 3 or a part with surface or spatial arrangement therein Reference marks 4 can be optically detected in the image section 6. It is to achieve a high accuracy of measurement, the marks of the particular Illuminate camera 2. This can be done relatively easily with around that Luminous diodes arranged around the lens happen advantageously Send light in the infrared range or in the near infrared, whereby an impairment of the lighting conditions for the device operator at the measuring location is avoided.
  • the reference feature arrangement 3 consists in the embodiment shown two trapezoidal frames with the reference marks attached to them 4.
  • the Racks are anchored to the right and left of the measuring station so that a Vehicle can pass between them easily.
  • the measuring room will between the reference feature arrangement and the intermediate one Roadway level spanned and the spatial coordinates of the reference marks 4 are Known by previous measurement and in an evaluation device (not shown) saved.
  • the vehicle prepared for the measurement drives through the measuring station (between the installed reference feature arrangements 3 and the measuring heads 1).
  • the speed of passage is included adapted exposure time of both measuring heads 1 continuously time-synchronous Images with different vehicle positions and wheel positions (with respect to the angle of rotation) added. From the positions of the in the different Rotational positions of the wheel 5 captured images of the at least one Wheel mark 8 a wheel turning plane can be determined.
  • Body marks 7 can relate to the movement path of the vehicle the reference feature arrangement 3 can be determined.
  • the vehicle coordinate system e.g. vehicle longitudinal axis / plane or driving axis
  • wheel and axle geometry data are determined: track for each wheel, total track, camber for each wheel, Wheel offset front / rear, side offset right / left, track width difference and Axis offset.
  • This geometry data is available as angle sizes, but can can also be specified in units of length. In this information can also Gauge should be included.
  • the body marks 7 or other body marks By attaching the body marks 7 or other body marks at defined points in the area of the wheel cutout, the Deflection or loading condition per wheel and / or the inclination of the Body in the longitudinal and transverse directions can be detected. It is possible Deviations from a predetermined uniformity of the loading condition quickly recognized and, if necessary, with the appropriate payload correct or take them into account in vehicle-specific correction calculations.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Bestimmen der Rad-und/oder Achsgeometrie von Kraftfahrzeugen in einem Messraum mittels einer optischen Messeinrichtung mit mindestens zwei Bildaufnahmeeinrichtungen, die aus zumindest zwei unterschiedlichen Perspektiven eine Markierungseinrichtung einschliesslich mindestens eines an jedem Rad (5) angeordneten Radmerkmals erfasst, und mit einer Auswerteeinrichtung. Bei relativ einfachem Aufbau der Vorrichtung und einfacher Bedienung werden die Rad- und Achsgeometriedaten dadurch gewonnen, dass die Markierungseinrichtung (3,4, 7,8) weiterhin mindestens ein Karosseriemerkmal (7) und eine Bezugsmerkmalsanordnung (3) mit mindestens drei Bezugsmerkmalen (4) aufweist. Der Messraum wird zwischen der Bezugsmerkmalsanordnung und der Fahrbahnebene aufgespannt. Die Lage der Bezugsmerkmale (4) in dem Messraum ist in der Auswerteeinrichtung bekannt. Die Erfassung der Markierungseinrichtung (3,4, 7,8) erfolgt während der Vorbeifahrt des Kraftfahrzeuges, wobei das mindestens eine Radmerkmal (8) zur Bestimmung einer Radebene in mindestens drei unterschiedlichen Drehstellungen des Rads (5) und das mindestens eine Karosseriemerkmal (7) gleichzeitig zum Bestimmen der Fahrzeugbewegungskoordinaten erfasst werden. Mittels der Auswerteeinrichtung ist aus der relativen Lage der Radebene zu den Fahrzeugbewegungskoordinaten zumindest die Rad- und/oder Achsgeometrie bestimmbar.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Bestimmen der Radund/Oder Achsgeometrie von Kraftfahrzeugen in einem Meßraum mittels einer optischen Meßeinrichtung mit mindestens zwei Bildaufnahmeeinrichtungen, die aus zumindest zwei unterschiedlichen Perspektiven eine Markierungseinrichtung einschließlich mindestens eines an einem Rad vorhandenen oder angeordneten Radmerkmals erfaßt, und mit einer Auswerteeinrichtung.
Eine Vorrichtung dieser Art ist in der DE4212426 und in der US5675515 (von Wolfang Brunk) angegeben. Bei dieser bekannten Vorrichtung werden bei einem Fahrzeug zur Bestimmung von Spur- und Sturz charakteristische Bereiche der Räder mit Fernsehkameras aufgezeichnet. Das entsprechende Rad ist außerhalb seiner Achse mit einer optisch registrierbaren Markierung versehen, die während der Drehung des Rades mit zwei synchronisierten Fernsehkameras erfaßt wird. Während der Drehung des Rades steht das Fahrzeug auf Rollen. Aus den Raumlagen der Markierungen auf den Rädern werden die Relativstellungen der zugehörigen Achsen ermittelt. Die Fernsehkameras sind symmetrisch zur Achse des entsprechenden Rades angeordnet, wobei das Fahrzeug auf Rollen steht und die Räder sich in Rollenprismen drehen. Mit diesem System sind die Meßmöglichkeiten von Rad- bzw. Achsgeometrien auf Spur- und Sturzmessung eingeschränkt, und eine Justage der Achsgeometrie erfordert einen nicht geringen Aufwand.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art bereitzustellen, mit der bei vereinfachter Bedienung mehr Aussagen zur Rad- bzw. Achsgeometrie erhalten werden. Eine Justage der Bildaufahmeeinrichtung ist nicht erforderlich.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Aus den Fahrzeugbewegungskoordinaten ist auch eine Lenkbewegung während der Messung erkennbar. Es kann dann unterschieden werden, ob eine Korrektur z.B. bei entsprechend großem Lenkradius bei der Auswertung korrigierbar oder bei unstetigen Lenkbewegungen nicht korrigierbar ist und eine Wiederholungsmessung zu fordern ist.
Mittels des zumindest einen Radmerkmals, des zumindest einen Karosseriemerkmals und der Bezugsmerkmalsanordnung können mittels der Auswerteeinrichtung die Positionierung der Bildaufnahmeeinrichtungen genau ermittelt und die Radebene relativ zu den Fahrzeugbewegungskoordinaten errechnet werden, so daß die Rad- und Achsgeometrien bestimmbar sind. Dabei erfolgt die Bestimmung der Rad- bzw. Achsgeometrie unter realen Fahrbedingungen und nicht im Stand. Dadurch werden Verspannungen in den Radaufhängungen sowie Einflüsse, die vom Lagerspiel herrühren, grundsätzlich vermieden.
Auf eine exakte Nivellierung des Meßplatzes kann weitgehend verzichtet werden, da eine Abweichung von der Waagrechten nicht mehr direkt als Meßfehler eingeht. Die Anforderungen an die Ebenheit und Nivellierung des Meßplatzes können auf das vom Fahrzeug her erforderliche Maß reduziert werden. Die Messung kann bei geringem Vorbereitungsaufwand am Fahrzeug äußerst schnell durchgeführt werden. Die bisher bei manchen Systemen erforderliche Justage einer Meßeinrichtung am Rad entfällt, und die Gerätebedienung ist einfach.
Die Meßwerterfassung selbst geschieht in Sekundenbruchteilen, wobei für alle Meßgrößen eine hohe Genauigkeit und gleichzeitig gegenüber bisherigen Anordnungen ein vergrößerter Meßbereich gegeben ist. Die Angabe der Geometriedaten ist nicht auf Winkeleinheiten beschränkt, diese können auch als absolute Längeneinheiten angegeben werden. Mit der gleichen Vorrichtung und dem gleichen Verfahren können auf einem weiteren Meßplatz, der auf die Abmessungen von Nutzfahrzeugen ausgelegt ist, die Rad- und Achsgeometriedaten von Nutzfahrzeugen ermittelt werden. Dafür ist keine andere Prüftechnik erforderlich.
Mit der Vorrichtung können die Fahrachse und weiterhin folgende Rad- und Achsgeometriedaten rechnerisch ermittelt werden: Einzelspur für jedes Rad, Gesamtspur für jedes Radpaar, Sturz für jedes Rad, Radversatz vorn/hinten, Seitenversatz rechts/links, Spurweitendifferenz und Spurweite sowie Achsversatz.
Mit den oder zusätzlichen Karosseriemerkmalen an definierten Punkten im Bereich des Radausschnittes können zusätzlich der Einfederungszustand bzw. Beladungszustand je Rad und/oder die Neigung der Karosserie in Längs- und Querrichtung erfaßt werden. Damit ist es möglich, Abweichungen von einer vorgegebenen Gleichmäßigkeit des Beladungszustandes schnell zu erkennen und, falls erforderlich, durch entsprechende Zu-/Entladung zu korrigieren oder in fahrzeugspezifischen Korrekturrechnungen zu berücksichtigen.
Ein einfacher Aufbau mit zuverlässig erfaßbaren Bezugsmerkmalen wird dadurch erzielt, daß die Bezugsmerkmalsanordnung eine Trägereinheit aufweist, deren Anordnung im Meßraum frei gestaltbar ist und an der die Bezugsmerkmale in Form von Bezugsstrukturen oder speziell angebrachten Bezugsmerkmalen vorgesehen sind. Dadurch wird die Zuverlässigkeit der Meßergebnisse unterstützt.
Sind die Bezugsmerkmale zusätzlich zu einer ebenen, flächenhaften Anordnung bezüglich der Bildungsaufnahmeeinrichtung auch räumlich versetzt angeordnet, so ist die Auswertung bei hoher Zuverlässigkeit der Meßergebnisse gegenüber einer ebenen Anordnung der Bezugsmerkmale vereinfacht.
Für eine zuverlässige Erfassung der Markierungsmerkmale sind weiterhin die Maßnahmen vorteilhaft, daß die Bezugsmerkmale und/oder die Radmerkmale und/oder die Karosseriemerkmale als retroreflektierende Marken ausgebildet sind, und daß die Bildaufnahmeeinrichtung eine Kamera ist.
Ein kostengünstiger Aufbau der Vorrichtung ergibt sich dadurch, daß nur eine Meßeinheit mit mindestens zwei Bildaufnahmeeinrichtungen vorgesehen ist, und daß die Rad- und Achsgeometriedaten beim Vorbeifahren zunächst für die eine Fahrzeugseite und danach für die andere Fahrzeugseite beim nochmaligen Vorbeifahren von der anderen Seite bestimmbar sind.
Erweiterte Meßmöglichkeiten gegenüber einer nur einseitigen Anordnung einer Meßeinheit werden dadurch erzielt, daß mit nur einer Meßeinheit aus nur einer Position zumindest drei Bezugsmerkmale je Fahrzeugseite, die Radmerkmale der Räder zumindest einer Fahrzeugachse und mindestens ein Karosseriemerkmal gleichzeitig und zumindest im Verlauf der Vorbeifahrt die Radmerkmale der Räder aller Fahrzeugachsen und das (die) zugeordnete(n) Karosseriemerkmal(e) zumindest sequentiell oder gleichzeitig erfaßt werden oder daß zum Bestimmen der Rad- und Achsgeometrie auf beiden Seiten des Fahrzeugs bei einmaligem Vorbeifahren auf beiden Seiten des Meßplatzes eine Meßeinheit mit mindestens zwei Bildaufnahmeeinrichtungen vorgesehen ist. Bei diesem Aufbau der Vorrichtung können zusätzlich der Radversatz, der Seitenversatz, der Spurweitenversatz und der Achsversatz neben der Spur für jedes Rad, der Gesamtspur und dem Sturz für jedes Rad in der Auswerteeinrichtung bestimmt werden.
Zur Erhöhung der Meßempfindlichkeit kann vorgesehen sein, daß eine Meßeinheit mindestens drei Bildaufnahmeeinrichtungen umfaßt.
Mit der Maßnahme, daß zur Beleuchtung der Bezugsmerkmale, der Radmerkmale und der Karosseriemerkmale mindestens eine Lichtquelle eingesetzt wird, wird die Erfaßbarkeit der Radmerkmale, der Karosseriemerkmale und der Bezugsmerkmale weiterhin begünstigt. Mindestens eine Lichtquelle in der Nähe des Objektivs der Bildaufnahmeeinrichtung(en) begünstigt die Erfaßbarkeit retroreflektiver Meß- und Bezugsmerkmale. Ist dabei vorgesehen, daß die Lichtquellen Licht außerhalb des visuell wahrnehmbaren Spektrums aussenden, z.B. Infrarot-Leuchtdioden sind, so wird eine Beeinträchtigung der Lichtverhältnisse für die Gerätebediener am Meßort vermieden.
Die Radmerkmale, die Räder mehrere Fahrzeuge oder auch mehrere Meßplätze können automatisch dadurch unterschieden werden, daß mindestens ein Radmerkmal und/oder mindestens ein Karosseriemerkmal und/oder mindestens ein Bezugsmerkmal eine von der Bildaufnahmeeinrichtung erfaßbare Codierung trägt.
Durch Anbringen mehrerer Radmarken und Codieren mindestens einer dieser Radmarken je Rad ist es dabei insbesondere auch möglich, den Betrag eines Formfehlers einer Felge zu ermitteln und der entsprechenden Radmarke eindeutig zuzuordnen und gegebenenfalls bei den nachfolgenden Messungen bzw. Auswertungen zu berücksichtigen bzw. zu korrigieren.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • Fig. 1 eine Anordnung einer Vorrichtung zum Bestimmen der Rad- und Achsgeometrie aus einer Sicht in Fahrzeuglängsrichtung,
  • Fig. 2 eine Anordnung entsprechend Fig. 1 in seitlicher Ansicht und
  • Fig. 3 eine Anordnung gemäß den Fig. 1 und 2 in Draufsicht.
    • Fig. 1 und Fig. 3 zeigen eine Vorrichtung zum Bestimmen der Rad- und Achsgeometrie eines Fahrzeuges während der Fahrt mit seitlich von den Rädern 5 auf jeweils einem Stativ angeordneten Meßeinheiten 1 und zwischen diesen und den Rädern 5 angeordneten Bezugsmerkmalsanordnungen 3. Wie in Verbindung mit Fig. 3 ersichtlich, weist jede der Meßeinheiten 1 vorliegend zwei Bildaufnahmeeinrichtungen in Form von Kameras 2 auf, die einen Bildausschnitt 6 erfassen, in dem sowohl das Rad 5 als auch die Bezugsmerkmalsanordnung 3 zumindest teilweise als auch eine Karosseriemarke 7 gleichzeitig während einer Vorbeifahrt des Fahrzeugs liegen. Aus der seitlichen Darstellung gemäß Fig. 2 ist erkennbar, daß die Bezugsmerkmalsanordnung 3 einen trapezförmigen Rahmen mit mehreren Bezugsmarken 4 aufweist und daß an dem Felgenhorn des Rades 5 eine Meßmarke 8 und an der Karosserie zusätzlich mindestens eine Karosseriemarke 7 angeordnet ist. Die Bezugsmerkmalsanordnungen 3 umfassen jeweils mindestens drei Bezugsmarken 4 je Fahrzeugseite. Die Bezugsmarken 4 und die Radmarke 8 sowie die mindestens eine Karosseriemarke 7 sind retroreflektierend ausgebildet. Ferner ist eine Lenkdrehachse 9 angegeben.
    Die beispielhaft kreisförmigen, optisch diffus reflektierenden Bezugsmarken 4, Radmarke 8 und Karosseriemarke 7 besitzen einen Durchmesser, der in Abhängigkeit von dem Abbildungsmaßstab des Kameraobjektives, der Größe des z.B. als CCD-Empfänger ausgebildeten Empfängerelementes der Kamera 2 und dem Objektabstand ausgewählt ist. Eine Justage der Radmarke 8 ist dabei nicht erforderlich. Die mindestens eine Karosseriemarke 7 an jeder Karosserieseite dient zur Erfassung der Bewegungsbahn des Fahrzeuges im Meßraum.
    Je eine Meßeinheit in Form eines Meßkopfes 1 ist auf der linken und der rechten Seite des Meßplatzes positioniert. Die Meßköpfe 1 enthalten mindestens zwei Bildaufnahmeeinrichtungen in Form von Kameras 2, die aus unterschiedlichem Perspektiven und in einem ausreichend großen Abstand das Rad 5 mit der mindestens einen angebrachten Radmarke 8 und gleichzeitig zumindest eine Teilfläche der Karosserie mit der Karosseriemarke 7 sowie die Bezugsmerkmalsanordnung 3 bzw. einen Teil mit darin flächenhaft oder räumlich angeordneten Bezugsmarken 4 optisch in dem Bildausschnitt 6 erfassen können. Dabei ist es zum Erreichen einer hohen Meßgenauigkeit von Vorteil, die Marken von der jeweiligen Kamera 2 aus zu beleuchten. Dies kann relativ einfach mit um das Objektiv herum angeordneten Leuchtdioden LED's geschehen, die vorteilhafterweise Licht im Infrarotbereich bzw. im nahen Infrarot aussenden, wodurch eine Beeinträchtigung der Lichtverhältnisse für die Gerätebediener am Meßort vermieden wird.
    Die Bezugsmerkmalsanordnung 3 besteht in der gezeigten Ausführungsform aus zwei trapezförmigen Gestellen mit den darauf befestigten Bezugsmarken 4. Die Gestelle sind rechts und links vom Meßplatz so im Boden verankert, daß ein Fahrzeug problemlos dazwischen hindurchfahren kann. Der Meßraum wird zwischen der Bezugsmerkmalsanordnung und der dazwischenliegenden Fahrbahnebene aufgespannt und die Raumkoordinaten der Bezugsmarken 4 sind durch vorherige Vermessung bekannt und in einer (nicht gezeigten) Auswerteeinrichtung gespeichert.
    Nach dem Start der Messung fährt das zur Messung vorbereitete Fahrzeug durch den Meßplatz (zwischen den installierten Bezugsmerkmalsanordnungen 3 und den Meßköpfen 1) hindurch. Dabei werden mit an die Durchfahrtsgeschwindigkeitkeit angepaßter Belichtungszeit von beiden Meßköpfen 1 fortlaufend zeitsynchrone Bilder bei unterschiedlichen Fahrzeugpositionen und Radstellungen (bezüglich des Drehwinkels) aufgenommen. Aus den Positionen der in den verschiedenen Drehstellungen des Rades 5 erfaßten Bilder der mindestens einen Radmarke 8 kann eine Raddrehebene bestimmt werden.
    Mit den zeitlich aufeinanderfolgenden Koordinaten der an der Karosserie befestigten Karosseriemarken 7 kann die Bewegungsbahn des Fahrzeugs relativ zu der Bezugsmerkmalsanordnung 3 bestimmt werden. Unter Hinzuziehen der zeitlich aufeinanderfolgenden Koordinaten der an den Rädern 5 befestigten Radmarken 8 können nun das Fahrzeugkoordinatensystem (z.B. Fahrzeuglängsachse/-ebene bzw. Fahrachse) und folgende Rad- und Achsgeometriedaten rechnerisch ermittelt werden: Spur für jedes Rad, Gesamtspur, Sturz für jedes Rad, Radversatz vorn/hinten, Seitenversatz rechts/links, Spurweitendifferenz und Achsversatz. Diese Geometriedaten liegen als Winkelgrößen vor, können aber auch in Längeneinheiten angegeben werden. In diese Angaben kann auch die Spurweite mit einbezogen werden.
    Durch Anbringen der Karosseriemarken 7 oder auch weiterer Karosseriemarken an definierten Punkten im Bereich des Radausschnittes können zusätzlich der Einfederungszustand bzw. Beladungszustand je Rad und/oder die Neigung der Karosserie in Längs- und Querrichtung erfaßt werden. Damit ist es möglich, Abweichungen von einer vorgegebenen Gleichmäßigkeit des Beladungszustandes schnell zu erkennen und, falls erforderlich, durch entsprechende Zuladung zu korrigieren oder in fahrzeugspezifischen Korrekturrechnungen zu berücksichtigen.
    Die mittels der beiden Meßeinheiten 1 zeitlich synchron aus unterschiedlichen Perspektiven und ausreichend großem Abstand erfaßten aufeinanderfolgenden Bilder während der Durchfahrt des Fahrzeuges durch den Meßplatz werden mit bekannten Verfahren der Bildverarbeitung ausgewertet, wobei die Bezugsmerkmale 4, die Karosseriemerkmale 7 sowie die Radmerkmale 8 identifiziert werden. Mit bekannten Methoden der Triangulation ist es möglich, die 3D-Koordinaten jedes Bezugsmerkmals 4, jedes Karosseriemerkmals 7 und jedes Radmerkmals 8 in Relation zu der Bezugsmerkmalsanordnung 3 und zur Meßzeit zu bestimmen. Mit diesen Koordinaten der aufeinanderfolgenden Bilder ist es nun mit bekannten Verfahren der Geometrie möglich, zum einen die Fahrachsenebene des Kraftfahrzeuges im Meßraum zu ermitteln und damit zusätzlich unzulässige Fahrtrichtungsänderungen (Lenkeinschläge) während der Vorbeifahrt zu detektieren, zur Anzeige zu bringen und/oder in der Auswertung der Rad- bzw. Achsgeometriedaten korrigierend zu berücksichtigen. Zum anderen ist es möglich, die Lage der Raddrehebenen relativ zu der jeweiligen Bezugsmerkmalsanordnung 3 und zur ermittelten Fahrebene zu bestimmen. Aus der relativen Lage der jeweiligen Radmerkmale 8 jedes Rades 5, des Karosseriemerkmals 7 bzw. der Karosseriemerkmale sowie den der Auswerteeinrichtung bekannten Lagen der Bezugsmerkmale 4 bzw. den ermittelten Lagen der Radebenen zum Fahrzeugkoordinatensystem werden nun die für eine Fahrwerksvermessung benötigten Geometriedaten bestimmt. Wenn mehrere Radmerkmale 8 pro Rad 5 angebracht sind, ist es möglich aus der Abweichung der Raddrehebenen zueinander einen eventuell vorhandenen Felgenschlag zu ermitteln.
    Bei verhältnismäßig einfachem Aufbau der Vorrichtung und bei einfacher Bedienung können somit die Rad- und Achsgeometriedaten sowie weitere Größen während der Fahrt bestimmt werden. Dabei werden Verspannungen in den Radaufhängungen sowie Einflüsse, die vom Lagerspiel herrühren, grundsätzlich vermieden.

    Claims (10)

    1. Vorrichtung zum Bestimmen der Rad- und/oder Achsgeometrie von Kraftfahrzeugen mittels einer optischen Messeinrichtung mit mindestens zwei Bildaufnahmeeinrichtungen, die aus zumindest zwei unterschiedlichen Perspektiven eine Markierungseinrichtung einschließlich mindestens eines an jedem Rad (5) angeordneten Radmerkmals erfaßt, und mit einer Auswerteeinrichtung,
      dadurch gekennzeichnet, dass die Markierungseinrichtung (3,4, 7,8) weiterhin mindestens ein Karosseriemerkmal (7) und eine Bezugsmerkmalsanordnung (3) mit mindestens drei Bezugsmerkmalen (4) aufweist,
      dass die räumliche Lage der Bezugsmerkmale (4) in der Auswerteeinrichtung bekannt ist,
      dass die Bildaufnahmeeinrichtungen (2) Mittel zum Erfassen der Markierungseinrichtung (3,4, 7,8) während der Vorbeifahrt des Kraftfahrzeuges aufweisen, wobei das mindestens eine Radmerkmal (8) zur Bestimmung einer Radebene in mindestens drei unterschiedlichen Drehstellungen des Rades (5) und das mindestens eine Karosseriemerkmal (7) gleichzeitig zum Bestimmen der Fahrzeugbewegungskoordinaten erfassbar sind, und
      dass die Auswerteeinrichtung zum Bestimmen zumindest der Rad- und/ oder Achsgeometrie aus der relativen Lage der Radebene zu den Fahrzeugbewegungskoordinaten ausgebildet ist.
    2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet, dass die Bezugsmerkmalsanordnung (3) eine Trägereinheit aufweist, deren räumliche Anordnung frei gestaltbar ist und an der die Bezugsmerkmale in Form von Bezugsstrukturen oder speziell angebrachten Bezugsmerkmalen (4) vorgesehen sind.
    3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
      dadurch gekennzeichnet, dass die Bezugsmerkmale (4) bezüglich der Bildaufnahmeposition räumlich versetzt angeordnet sind.
    4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
      dadurch gekennzeichnet, dass die Bezugsmerkmale (4) und/oder die Radmerkmale (8) und/oder die Karosseriemerkmale (7) als retroreflektierende Marken ausgebildet sind, und
      dass die Bildaufnahmeeinrichtung eine.Kamera (2) ist.
    5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
      dadurch gekennzeichnet, dass eine Messeinheit (1) mit mindestens zwei Bildaufnahmeeinrichtungen (2) vorgesehen ist, die an nur einer Position zur gemeinsamen Erfassung aller Räder des Fahrzeugs angeordnet ist oder
      dass die Rad- und Achsgeometriedaten zunächst für die eine Fahrzeugseite und danach für die andere Fahrzeugseite beim Vorbeifahren von der anderen Seite bestimmbar sind.
    6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
      dadurch gekennzeichnet, dass zum Bestimmen der Rad- und Achsgeometrie auf beiden Seiten des Fahrzeugs bei einmaligem Vorbeifahren auf beiden Seiten des Meßplatzes eine Messeinheit (1) mit mindestens zwei Bildaufnahmeeinrichtungen (2) vorgesehen ist.
    7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
      dadurch gekennzeichnet, dass eine Messeinheit (1) mindestens drei Bildaufnahmeeinrichtungen umfaßt.
    8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
      dadurch gekennzeichnet, dass zur Beleuchtung der Bezugsmerkmale (4), der Radmerkmale (8) und der Karosseriemerkmale (7) eine oder mehrere Lichtquellen eingesetzt sind, und
      dass bei Einsatz retroreflektierender Merkmale eine oder mehrere Lichtquellen um ein jeweiliges Objektiv der Bildaufnahmeeinrichtungen (2) angeordnet sind.
    9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
      dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen Licht im für das menschliche Auge nicht sichtbaren Bereich aussenden.
    10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
      dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Radmerkmal (8) und/oder mindestens ein Karosseriemerkmal (7) und/oder mindestens ein Bezugsmerkmal (4) eine von der Bildaufnahmeeinrichtung (2) erfassbare Codierung trägt.
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